三种沥青混合料设计方法的比较

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S p ra e体 积设 计法 的主 要步骤 是 : u ep v
也 有 大量 应 用 。根据 目前 的应 用情 况 ,这 三种 方 法都 可 以设计 出质 量优 良的沥 青 混合 料 。 正确 掌 握 不 同 方法 的特 点 ,是 设 计 优 良沥 青 混 合 料 的前
提 。 笔 者结 合 有 关 资 料 与 自己的 工程 实践 ,从 设 备 与成 型 方 法 、体 积 指 标 的作 用等 方面 综合 分析 比较 了这三 种 方法 的优缺 点。
缺 陷。 根据 目前 有 关规 范 ,击 实 成 型 的次 数 与 路 面
但 是 ,S p ra e提 出 的性 能 预 测 方法 并 不 u ep v
成熟。
1 3 G M设计 法 . T G M 是 美 国工 程 兵于 上 世 纪 6 T 0年 代 为 解决 空 军 重 型轰 炸机 机 场 跑道 的设 计 而研 究 发 明 的。
量 ,依据 交通 量 与路面 结构确 定旋 转压 实 次数 ;
4) 定合 适 的级配 。按 初试 沥青 用量 与选定 确 的设计 压 实次 数成 型试 件 ,测 试 各 级配 试 件体 积
参 数 ,将 具 有合 适 的体积 特 性 以及压 实性 能 的级
配定 为 设计级 配 。压 实次数 由交通 量决 定 ; 5) 定设计 级 配 的最 佳沥 青用 量 i 确 6) 设计 验 证试 验。确 定 设计 级配 与最佳 沥青 用 量在 最 大 、最 小 压 实 次数 时 的压 实度 以及水 敏 感性 是 否符合 S p ra e要 求 。 u epv
等 级有 关 【,其关 系是经验 性 的。 . 】
2) u ep v 计法 采用旋 转压 实仪 ( G S p ra e设 S C) 成 型 试件 。 与 击 实法 相 比 ,旋 转压 实 法 能 更好 模 拟路 面压 路机 和 车辆 轮 胎 对沥 青 混合 料 的作 用 , 旋 转 压 实 法成 型 的试 件 内部 结 构 与 路面 实 际 更加
对应 的毛体 积相 对密度 为施 工控 制 的标 准密 度 。
6 对 设计 的沥 青 混合 料 进行 高 低 温性 能 及 水 )
稳定 性能 等检验 。 验 方法与 马歇尔 设计 法相 同 , 试 但具 体指 标 可能会 有所 变化 。
值 。混合 料使 用层位 不 同 , 设计 压 力也可 以不 同。
协调 的 ,导致 设计 看似 容 易 ,其 实有相 当难度 。 G M 设计 法依 据 GS 、G F确定 最 佳沥 青用 T I S 量 ,故 在 确 定最 佳 沥青 用 量 时 ,体 积 指 标 已退至
次要 地位 ,但 是 这并 不 意 味着 体 积指 标 在 整 个 混 合 料设计 中不重 要 了。 由于 沥青 混合料 水稳 定性 、 耐 久 性 与 体 积 指 标 有 关 ,因 此 体 积 指 标 可 以在 G M 设计 的沥青 混合 料 的水 稳定 性 、 疲 劳性能 、 T 抗
相 对 密 度 的 关 系 曲 线 ,确 定 初 步 用 油 量 范 围
( I 10 , GS GS ≤ .5 且 F《 13 及 相 应 的 毛 体 积 密 .)
度, 计算 混合 料体积 指标 :

5 综 合 考 虑 气候 特 征 、渠 化 交通 情 况 及其 他 ) 因素确 定 油 石 比范 围 , 并取 其 中值 为最 佳油 石 比 ,
K w ds: r d ngne rng; aph l m i ur ey or oa e i e i s at xt e; m i u r sg xt edei n 。
中图分类号 :U4 6 1. 2文献标识码 :B文章编号 :1 0 — 95( 0 20 — 0 5 0 0 3 8 6 2 1)3 0 6 — 3
1) 备 阶段 :选择 合适 的材 料 ; 准 2) 定集 料 的密度 参数 与级 配 ,并 设计 矿料 测
合成 级 配 ,一 般选 三条 级配 线 ;
3) 设计 空 隙率定 为 4 ,确定 初试 沥 青用 将 %
1三种设计 方法 的一般步骤
1 1马歇 尔设计 法 … . 马歇 尔 设 计 法是 我 国 的规 范设 计 方法 ,也 是
沥青 混 合 料 的设 计 对 混 合 料质 量 具 有 关键 影 响。 目前 国 内具 有代 表 性 的沥 青 混合 料 设计 方法 有 马歇 尔 法 ( rh l 、 美 国 公路 战 略研 究 计 划 Mas a1 ) ( HR ) u e p v S P S p ra e设计 法 、美 国工程 兵 团旋 转压 实 仪 G M( yao yT si c ie T G rt r e t g Ma hn )设计 法 。 n 其 中 ,马歇 尔 设 计 法是 我 国应 用最 多 的一 种设 计 方 法 。S p ra e设 计 法 与 G M 设 计 法 在 国 内 u ep v T
综 述
三种沥青混合料设 计方法的 比较
Co a io r eki so s a t x u e d sg m eh d mp rs n oft e nd fa ph l mi t r e i n t o h
廖福 安 ( 东省 惠 州市博 罗公 路管理 局 ,广 东 惠 州 5 0 ) 广 10 0 6
般 ,S C成 型 试 件 时 都 采 用 06 G .MP垂 直
压 强 ,机器 角固定 为 12 .5度 , 型过程 中不变 化。 成 S GC旋 转压 实 次数 根 据 交 通 量 大 小 分 档 “ ,需 要在 设计 前确 定 ,具 有相 当 大的经验 成 分。 3) T 设 计 法 与 S p ra e设计 法具 有 重 G M u epv 大 的差 别 ,两 者 的差 异 也反 映 了这 二种 方 法 的设 计 理念 是不 同 的。 G M 设计 时 采 用 的垂 直 压 强 为根 据 路 面 车 T 辆 接触 压 强测 试 并 结合 路 面 力学 计 算 得 到 的一 个
世界各 国使用最 多的设计 方法。我国 《 公路沥青 路 面 施工 技术 规范 》( G F 0 2 0 ) 有 比较 详 J 4 — 04 中 T
细 的规 定 。其一 般步 骤是 :
选 择 材 料一 设计 级 配一 成 型试 件一 测试 体 积 指 标 与 马歇 尔稳 定 度 、流 值_ 选 择 最 佳 沥 青用 量 ÷
G M 在工 作 中 的机 器 角是 不固定 的 ,采 用油压 滚 T
轴 时 ,初 始机器 角一 般设定 为 08 ,这 一角度 仍 .。 为经验值 , 在试 件压 实过程 中 , 机器 角会 不 断变化 , 这一 变化 与混合 料在压 实过程 中的变化 相关 。 G M 设 计 混合料 时 ,通常 采用 平衡 状态 法成 T 型试 件。即成 型 时 ,不管 对任何 材料 、任 何 级配 、 任何 温度 ,一直 要压 实到 平 衡状 态 密 度 ,亦 即不

目前 国 内部 分高 速公 路沥 青 混合料 已经 采用 G M T
法进 行 设计 。
G M 设计 法确 定 沥青 混合 料沥 青用量 的步骤 T
如下 :
致 。
S p ra e设计 法在 选 择 压 实 机 的 时 候 有 一 u epv
1 确 定 设计 压 强 。根据 相 似 交通调 查 预 测 拟 ) 建 公路 汽 车 轮胎 对 路 面 的最 大 接触 压 强 ,根据 路
摘 要 :比较 了马歇 尔设计法、Sp rae设计法、G M 设计法的特点。G M 设计法更为合理的成型方式 ,使 之成为 u epv T T

种值得推广的设计方法。
关键词 :道路工程 ;沥青混合料 ;混合料设 计
A tr t: The c rc eitc fM a s l dei n m ehod S pepa e dei ehod GTM ei ehod w e e c m pae The bs ac ha a trsiso rhal sg t , u r v sg m t n , d sg m t n r o r d. M oli g m e h fGTM sm or e s na es saw orhy d sg m ehod d n t od o i er a o bl,o i t e in t .
潜在前提 , 即材料特性参数不是来源于压实机械 , 这 样 S p ra e的旋 转 压 实 仪 ( G ) 成 了一 u ep v SC 就 款纯试件成型机械 ,没有考虑测试诸如材料抗剪
强度 等参 数 ,S GC不能 提供 判定 路 面 是否 稳 定 的 所必 需的应 力应 变特征 。
I l l

轻交通量 , 交通量≤ 1 6 O 选择材料、按体积设计 中 等 交通 量 ,O 1 6≤交 通 量 水平 1 +性能预测试验
≤ 1 O7
水平 1 +扩 大 的 性 能预 测
重交通量 , 交通 量 >1 7 0
试验
过增 加 击 实 次数 一定 程 度 上弥 补 这 一缺 点 ,但 因 为 击 实易 导致 试 件 骨料 破碎 ,无 法消 除 这 一 先 天
能再 被压 实 的状 态 。 G M 试件 成型 过程 中 ,可 以测试 出材 料在 压 T
2 三种设计方法的 比较分析 .
2 1成 型方 式比较 . 1)马歇 尔设计 法 的击 实成 型法是 基于一 定 的 击 实功 条 件 下 ,对 试件 垂 直 击 实成 型 。这 种 方 式 的优 点 之一 是 试验 设 备 非 常简 单。 但 是 击 实成 型
66
综 述
实 过程 中不 同阶段 的 力学 性质 ( 抗 剪 强度 ), 如
提供 判定 路面 是否 稳定所 必 需 的应 力应 变特征 。 4)上 述 三 种 设计 方 法 在 成 型试 件 时 ,成 型 功 都 与 路 面 状 况 建 立 了 某 种 联 系 ,马 歇 尔 法 与
综 述
表 1与交通量对应 的混合料设计水平
设 计 水 平 交 通 量 (0 N,AS ’S 8k E L ) 试 验 要 求
的方式 与路 面压 路 机 对混 合 料 的碾 压机 理 , 以及 车 辆 轮胎 对 路 面 的作 用 机理 是 不 同 的。 因 此 ,击
实成 型试 件 的密度 往 往偏 低 ,在 采 用 骨架 密 实 结 构 混 合 料 时这 一缺 点 尤 为突 出。尽 管 我们 可 以通
件 并进 行体 积 指标 测试 。设 计 过 程 中 的各 种 性 能 验证 试 验可 以一 定程度 上 区分不 同质量 的混 合料 ,
但 并 不 是确 认 路 面 是 否产 生破 坏 的指标 ,不 能 滥
用。
1 2 S p r a e设 计法 口 副 . ue pv 儿
S p rae主 要 包 括 三 个 方面 内容 :沥 青胶 u ep v 结 料 性 能规 范 、沥 青 混 合 料体 积 设 计 方 法 、沥青 混 合料 性 能预 测 。 目前 S p rae设 计 法 已经成 u ep v 为美 国主要 的沥青 混合 料设计 法 。

面力学公式计算出路面不同深度的压应力与剪应 力, 据此确 定相 应层 位 混合 料 的设计压 力 ;
2) 择材 料 ,确 定级 配 ; 选 3)根据经 验选 取数 个不 同 的油 石 比成 型 试件
( 用平 衡状 态法 ); 4 绘 制 不 同 油 石 比 与 GS 、GS 、 毛 体 积 ) I F
验 证 性 能一 设 计 生 产 配 比一 生产 配 合 比验证
提 出标 准 配合 比
S p rae提 出 了三 个 水 平 设计 混 合 料 的思 u ep v
想 。根据 交通 量 的不 同 ,试 验 内容有所 不 同。
马歇 尔设 计 法 的基 本 点
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